牺牲阳极的阴极保护法实验

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【科学探究】

按图连接好装置，观察电压表和Fe电极上有什么现象发生？往Fe电极区滴入2滴黄色K₃[Fe(CN)₆](铁氰化钾)溶液，观察烧杯内溶液颜色有无变化。

讨论：
1．电压表指针有何变化？为什么？
【点拨】　

电压表指针有偏转，说明形成了原电池，即Zn、Fe与酸化NaCl溶液之间形成了原电池。
2．Zn、Fe两个电极上发生了什么反应？
【点拨】　

Zn电极：Zn－2e^－=Zn^2＋(负极)
Fe电极：2H^＋＋2e^－=H₂↑(正极)
3．Fe^2＋与[Fe(CN)₆]^3－反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀：

3Fe^2＋＋2[Fe(CN)₆]^3－=Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓

在这个装置中有没有Fe^2＋产生？说明什么问题？
【点拨】　

在Fe电极附近滴入K₃[Fe(CN)₆]溶液，溶液不变蓝色。说明溶液中不存在Fe^2＋，即Fe未被腐蚀。
 

【例题】

1.下图为牺牲阳极的阴极保护法的实验装置，此装置中Zn电极上的电极反应为                           ；如果将Zn换成Pt，一段时间后，在铁电极区滴入2滴黄色K₃[Fe(CN)₆](铁氰化钾)溶液时，烧杯中的现象是               ，发生的反应的离子方程式是                                 。

【解析】

锌比铁活泼，作负极失去电子，被氧化，反应式为：Zn － 2e^- ＝ Zn^2＋。如果将Zn换成Pt，则铁是负极，失去电子被氧化生成亚铁离子。原因亚铁离子能和[Fe(CN)₆]^3－反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀，反应式为3Fe²⁺ + 2[Fe(CN)₆]^3－＝Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓。

【答案】

Zn － 2e^- ＝ Zn^2＋    

产生蓝色沉淀（2分）

3Fe²⁺ +2[Fe(CN)₆]^3－＝Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓（2分）

2.CuI是一种不溶于水的白色固体，它可以由反应：2Cu²⁺ + 4I^－＝ 2CuI↓ + I₂而得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。①电解开始不久，阴极产生的实验现象有                          ，阴极的电极反应是                                    。

②阳极区溶液变蓝色，同时伴随的现象还有                         ，对阳极区溶液

呈蓝色的正确解释是      。

A.2I^－ － 2e^- = I₂ ；碘遇淀粉变蓝

B.Cu － 2e^- = Cu²⁺；Cu²⁺显蓝色

C.2Cu ＋ 4I^－－4e^-=2CuI↓+I_2； 碘遇淀粉变蓝

D.4OH^－－ 4e^- = 2H₂O + O₂ ；O₂将I^－氧化为I₂，碘遇淀粉变蓝

【解析】

（1）铜作阳极失去电子被氧化生成铜离子（阳极：Cu － 2e^- = Cu²⁺），在阴极上溶液中的氢离子放电生成氢气（阴极：2H⁺+ 2e^- ＝ H₂↑）。由于氢离子是水电离出的，因此随着氢离子的放电，阴极周围水的电离平衡将被破坏，使得氢离子浓度降低，OH^－浓度增大，溶液显碱性。

（2）由于阳极产生铜离子，因此铜离子可以氧化溶液中的碘离子生成单质碘和碘化亚铜白色沉淀。因为铜离子被消耗，所以溶液显蓝色，不是因为铜离子的原因，而是由于生成的单质碘遇到淀粉而产生的。

【答案】

①产生气泡，溶液变红（2分）； 

2H⁺+ 2e^- ＝ H₂↑(2分) 

②产生白色沉淀，铜片溶解；

C（各2分）